Är kärnenergi framtiden för alternativt bränsle?
Med det ständigt pressande behovet av att hitta alternativa och hållbara bränslekällor är loppet för att hitta de bästa verkligen igång. Det finns otaliga faktorer som avgör vad som kan bli de bästa alternativen när mänskligheten marscherar in i framtiden.
Total producerad energi, kostnad, säkerhet, hållbarhet, samt förmågan att snabbt utöka infrastrukturen som används för att producera och distribuera energin är alla tungt vägda faktorer. Det är påvisbart att kärnkraft blockerar många av dessa rutor.
Allmänheten är nästan säkert medveten om sol och vind som alternativa bränslekällor. Att köra över olika stater eller länder kommer utan tvekan att ge utsikt över vad som verkar vara oändliga vidder av vind- eller solparker.
Naturgas har använts under lång tid och har en anständig avkastning på värdet, men naturgas är en annan fossilt bränsle, icke-förnybar typ resurs som kanske inte är hållbar på lång sikt.
Geotermiska värme- och kraftverk som används för att utnyttja sin energiproduktion kan en dag konkurrera med kärnkraft. De nuvarande striderna inkluderar dock behovet av geotermiska anläggningar att vara nära tektoniska plattor, den potentiella orsaken till jordbävningar under borrning och ett övergripande behov av gröna energikällor som ska eftersträvas.
Men visste du att kärnkraftverk producerade 805 miljarder kilowattimmar el 2017? Det räcker för att försörja 73 miljoner bostäder. Utsläppsfri. Faktum är att kärnkraften redan har visat sig vara användbar och förbättras ständigt.
Kärnkraft används redan som en livskraftig energikälla
Vi har alla vissa saker som kommer att tänka på när vi hör frasen ”kärnkraft”. De är förmodligen inte alla positiva saker heller. Vissa kan vara ganska skrämmande eller avskräckande. Kärnenergiproduktionen har dock en enorm förmåga att tillhandahålla renare, effektivare och hållbar energi för vår planet. Vi har redan använt det i årtionden, oavsett om det har haft rampljuset eller inte.
Kärnkraft genererar kraft genom klyvning. Fission är processen att dela uranatomer för att producera energi. Värmen som frigörs genom klyvning
används för att skapa ånga som snurrar en turbin för att generera elektricitet utan de skadliga biprodukterna som släpps ut av fossila bränslen.
Kärnenergin, trots vissa negativa konnotationer, har blivit extremt säker eftersom den har vidareutvecklats. Underhålls- och tankningsbehovet förblir lågt, så det förblir effektivt när det gäller energiproduktion för de investerade pengarna. Det ger också redan 50% av utsläppsfri energi i Amerika.
De tekniska framstegen kommer att göra det möjligt för kärnkraften att ändra funktioner och bränslekällor förr än senare. Detta kommer att bli ett enormt framsteg, eftersom kapacitetsfaktorn för kärnenergi redan toppar listan bland alternativa bränslekällor; så denna lovande teknik kommer bara att bli bättre.
Det finns många anledningar till att kärnenergi redan används i så stor skala och kommer att fortsätta att investeras i för att fortsätta sina bidrag.
På ytan kan förnybara energikällor som vind och sol verka som det enkla svaret. Kärnkraft kan verka skrämmande och farligt. Men när det delas upp till viktiga siffror, fakta och händelser kommer kärnkraften ut ganska ren.
Kärnkraft har den bästa kapacitetsfaktorn av alla bränslekällor
Kapacitetsfaktorn definieras som förhållandet mellan faktisk elektrisk energiproduktion under en given tidsperiod och maximal möjlig elektrisk energiproduktion under den perioden.
Med andra ord mäter kapacitetsfaktorn hur effektiv en energikälla är. Vi kan bestämma hur mycket energiproduktion en bränslekälla ska ha när den arbetar med toppprestanda under ideala förhållanden.
Därför, när vi mäter den faktiska produktionen från den energikällan, kan vi berätta hur effektiv den är när det gäller dess kapacitetsfaktor. Den mäter hur ofta den bränslekällan presterar upp till sin potential.
Som visas i diagrammet ovan från US Energy Information Administration, data tagna under en tvåårsperiod, överträffade kärnenergi alla andra bränslekällor med ett jordskred.
Det finns tillfällen under loppet av varje år när kärnkraften nådde nära 100% kapacitetsfaktor, vilket innebär att mycket liten energiproduktion förlorades och kärnkraftverken fungerade mycket nära sin fulla potential.
Kärnkraften sjönk sällan under 80% kapacitetsfaktor, medan ingen annan bränslekälla någonsin nådde 80% kapacitetsfaktor. Geotermisk, som tidigare nämnts, var konsekvent den närmaste när det gäller kapacitetsfaktor och de överträffade båda alla andra bränslekällor med lång sikt.
Även om sol- och vindenergi både är 100% förnybar, har nästan inga utsläpp och en mycket låg driftskostnad, förblir deras kapacitetsproduktion låg på grund av beroende av miljöfaktorer och väder. Om solen inte skiner, eller vinden inte blåser, är de nästan värdelösa.
Även under mycket senare år har topplistan för kapacitetsfaktor varit oförändrad, eftersom tekniken för kärnkraft fortsätter att förbättras.
Kärnkraften fortsätter att överträffa allt. Geotermisk energi ligger närmast, men leder fortfarande med nästan 20% minskning av kapacitetsfaktorn.
Ovanstående diagram visar att solenergi producerar energi med sin högsta potentiella kapacitet under endast 1/4 av dagen. Det är helt meningsfullt, med tanke på att solen är borta 1/2 av dagen, och timmarna när solen stiger eller går ner kommer inte heller att tillåta solpanelerna att fungera med toppkapacitet.
Kärnkraft har ett litet fotavtryck och enorm energiproduktion
Utrymmet som en kärnreaktor tar upp är relativt litet jämfört med det driftsutrymme som behövs från andra alternativa bränslekällor. Det har redan gjorts mycket arbete med att göra reaktorerna ännu mindre, också.
Enligt Nuclear Energy Institute (NEI) behöver en enda 1 000 megawatt kärnkraftsanläggning i USA drygt 1 kvadratkilometer för att fungera. Detta inkluderar själva anläggningen såväl som omgivande mark för att säkerställa säkerheten.
NEI säger också att vindkraftsparker skulle kräva 360 gånger mer landyta för att driva. Det motsvarar 430 vindkraftverk. Dessutom kräver en solcellsanläggning 75 gånger mer utrymme. Det är mer än 3 miljoner solpaneler.
Kärnkraftutsläpp och biprodukter är nästan inga
Kärn@@ kraftverkens lilla markfotavtryck är bara en dimension av deras fördelaktiga produktionskraft. NEI har också mätt antalet växthusgaser som har undvikit att komma in i vår jordatmosfär under kärnenergi.
Eftersom kärnkraftverk endast producerar ånga som biprodukt finns det ingen koldioxid eller andra skadliga utsläpp. Mellan 1995 och 2016 undvek USA ensam 14 000 miljoner ton koldioxidutsläpp på grund av användningen av kärnkraftverk.
Det motsvarar att ta bort 3 miljarder bilar från vägarna under en period av bara två decennier. Dessa siffror är svåra att förstå, med tanke på att det bara finns uppskattningsvis 287 miljoner bilar på vägen i USA idag.
Förutom att hålla tusentals ton skadliga luftföroreningar borta från vår atmosfär är det fysiska avfallet från kärnenergi också minimalt.
”The Ultimate Facts Guide about Nuclear Energy” från Energy.gov säger att allt använt kärnbränsle som producerats av USA under de senaste 60 åren kunde passa på en fotbollsplan på ett djup av mindre än 10 meter.
Det finns många obestridliga fördelar med kärnkraften. Utan tvekan är en av huvudorsakerna att hjälpa mänskligheten att bryta sig loss från sitt beroende av fossila bränslen och de skadliga återverkningar det medför.
Kärnkraftverk är tillförlitliga och ständigt förbättrade
Att tänka på kärnkraftverk kan få dig att tro att de behöver ständigt arbete och mycket arbetskraft för att hålla sig säkra. Även om säkerheten tas på största allvar och växter aldrig försummas, kräver de faktiskt mindre underhåll än många andra alternativ.
Kärnkraftverk är konstruerade för att fungera under mycket längre perioder innan de behöver tankas. Växter kan vanligtvis köra 1,5 eller 2 år på en bränslelast innan de behöver tankas. Det är värt att notera att tankningsprocessen vanligtvis tar cirka 30 dagar på grund av bränslekällans natur och säkerhetsåtgärder. Det kan göras på så lite som 16 dagar.
Medan reaktorn är helt avstängd producerar den inte energi. Det finns dock vanligtvis parningar av kraftkällor som kan hjälpa till att upprätthålla energiproduktionen under en avstängning.
Faktum är att källor som vind och sol vanligtvis är ihopkopplade med en robust kraftkälla som kärnkraft. Kom ihåg att de ofta arbetar med lägre kapacitetsfaktorer som 25%, eftersom de begränsas av brist på bränslen som vind och sol regelbundet.
Även kärnkraftverk förbättras ständigt. Små modulära reaktorer eller SMR sägs komma inom det kommande decenniet.
Dessa mindre kärnkraftverksalternativ är flexibla när det gäller plats, storlek och antal. De kan installeras på platser där stora reaktorer för närvarande inte kan byggas. När energibehovet ökar kan mer läggas till.
Inte bara kommer reaktorerna att förändras på utsidan, utan arbetet för att förändra det inre arbetet förutspås komma år 2030. Reaktorkärnor med olika kylsystem är utformade för att använda mindre bränsle och producera mindre avfall och potentiellt lösa problem som för närvarande använder fossila bränslen för att göra det.
Potentiellt är den största utvecklingen i horisonten för kärnenergi övergången från att använda kärnklyvning till att använda kärnfusion. Fusion är i huvudsak motsatt process; komprimera lätta atomkärnor under intensivt tryck för att fånga energin som frigörs i processen.
Den största uppsidan är den potentiella bränslekällan och att flytta bort från radioaktivt uran. Deuterium, en isotop av väte, kan billigt extraheras från havsvatten. Mängden deuterium i en liter havsvatten kan teoretiskt producera lika mycket energi som 300 liter olja.
Det finns tillräckligt med deuterium i våra hav för att möta människors energibehov i miljontals år.
Opinions and Perspectives
Dessa effektivitetssiffror är övertygande argument för kärnkraftsexpansion.
Ser fram emot att se hur SMR-tekniken utvecklas under det kommande decenniet.
Kärnkraftens baskraftsförmåga är avgörande för nätstabiliteten.
Kärnkraftens roll i att minska koldioxidutsläppen kan inte ignoreras.
De tekniska framstegen inom kärnkraftsteknik är fascinerande.
Vi måste beakta de totala livscykelkostnaderna när vi jämför energikällor.
Potentialen att driva avsaltningsanläggningar med kärnkraft är spännande.
Moderna reaktorkonstruktioner är otroligt sofistikerade och säkra.
Energitätheten i kärnbränsle är verkligen anmärkningsvärd jämfört med alternativ.
Säkerhetsprotokollen har utvecklats avsevärt sedan tidiga kärnkraftverk.
Jobben som skapas av kärnkraftverk är vanligtvis högkvalificerade och välbetalda positioner.
Vi borde fokusera på både kärnkraft och förnybart istället för att behandla dem som konkurrenter.
Enbart tillförlitlighetsfaktorn gör kärnkraft värt att överväga seriöst.
Jag är optimistisk om fusionsteknikens framtida potential.
Teknikerna för lagring av kärnavfall har förbättrats dramatiskt under åren.
Jämförelsen med utsläpp från fossila bränslen är ögonöppnande. Vi behöver den här tekniken.
Att förstå de faktiska riskerna kontra de upplevda riskerna med kärnkraft är avgörande.
Potentialen för skalbara SMR:er kan revolutionera energidistributionen.
Dessa kapacitetssiffror får mig att ifrågasätta varför vi inte investerar mer i kärnkraftsforskning.
Fortfarande orolig för jordbävningsrisker, men moderna anläggningar har imponerande säkerhetsfunktioner.
De ekonomiska fördelarna med kärnkraft verkar överväga de initiala kostnaderna.
Skulle gärna vilja se mer detaljer om hur fusionsreaktorer kan fungera med havsvatten.
De kylsystemsinnovationer som nämns kan verkligen förbättra effektiviteten.
Allmän utbildning om kärnsäkerhet är avgörande. Rädsla borde inte åsidosätta vetenskap.
Jag håller med om potentialen med fusion, men vi har hört talas om att vara nära i årtionden nu.
Framtiden för SMR:er kan verkligen förändra spelreglerna för utvecklingsländer.
Vi borde utbilda fler kärnkraftsingenjörer för att stödja industrins tillväxt.
Utsläppsjämförelsen med att ta bort 3 miljarder bilar är häpnadsväckande. Det sätter verkligen saker i perspektiv.
Jag är uppmuntrad av säkerhetsförbättringarna i moderna reaktordesigner.
De där kapacitetsfaktorgraferna visar verkligen varför kärnkraft är så pålitlig jämfört med andra källor.
Jämförelsen med en fotbollsplan för avfallslagring hjälper verkligen till att visualisera skalan.
När jag tittar på dessa siffror förstår jag inte varför vi inte bygger fler kärnkraftverk just nu.
Underhållsschemat låter mer effektivt än jag förväntade mig. 30 dagar vartannat år är inte alls illa.
Jag undrar hur många kärnkraftverk vi skulle behöva för att helt ersätta fossila bränslen.
Potentialen med deuteriumfusion är spännande, men vi måste lösa de tekniska utmaningarna först.
Intressant hur geotermisk energi är näst bäst för kapacitetsfaktor. Kanske borde vi investera mer i det också.
Avfallslagringslösningen verkar hanterbar när man betänker volymen jämfört med den genererade effekten.
Jag uppskattar att artikeln tar upp säkerhetsfrågor direkt. Transparens är nyckeln till allmänhetens förtroende.
Skillnaden i kapacitetsfaktor mellan kärnkraft och solenergi är stor, men soltekniken fortsätter att förbättras snabbt.
Vi kan inte ignorera den psykologiska faktorn. Många är fortfarande rädda för kärnkraft efter tidigare olyckor.
Ångturbinsystemet är i princip detsamma som andra kraftverk. Värmekällan är bara annorlunda.
Jag är nyfiken på jobbaspekten. Hur många personer sysselsätter ett typiskt kärnkraftverk?
Att kombinera kärnkraft med förnybar energi är perfekt. Kärnkraft ger baslasten medan sol och vind fyller i topparna.
Jämförelsen mellan markanvändning för olika energikällor sätter verkligen saker i perspektiv.
Att läsa om framsteg inom fusion ger mig hopp. Vi kanske får se kommersiell fusion under vår livstid.
Artikeln nämner inte försäkringskostnader. Kärnkraftverk är dyra att försäkra på grund av värsta tänkbara scenarier.
Det som intresserar mig mest är potentialen för SMR att driva avlägsna samhällen som för närvarande är beroende av dieselgeneratorer.
Jag brukade vara emot kärnkraft tills jag lärde mig mer om moderna reaktorsäkerhetssystem. De har kommit långt.
Utsläppsdata är övertygande. Att undvika 14 000 miljoner ton CO2 är enormt för att bekämpa klimatförändringarna.
Faktum är att standardiserade konstruktioner och moderna byggmetoder snabbar upp byggtiderna avsevärt.
Min oro är tiden det tar att bygga dessa anläggningar. Vi behöver klimatlösningar nu, inte om 15 år.
Schemat för bränslebyte verkar riktigt effektivt. Att köra i 2 år i sträck på en bränslelast är imponerande.
Jag har jobbat inom kärnkraftsindustrin. Mängden redundanta säkerhetssystem skulle förvåna de flesta.
Det där faktumet om deuteriums energipotential är galet. En liter motsvarar 300 liter olja? Jag är med!
Jämförelsen av kapacitetsfaktorn med sol och vind är slående, men vi bör inte avfärda dessa alternativ. Vi behöver en diversifierad energimix.
Sant om kostnaderna, men den långsiktiga driftseffektiviteten kompenserar för den initiala investeringen. Dessa anläggningar är i drift i årtionden.
Hur är det med byggkostnaderna då? Många nya kärnkraftsprojekt har överskridit budgeten rejält.
Jag bodde nära ett kärnkraftverk i flera år. Säkerhetsprotokollen var otroligt strikta. De tar inga risker med säkerheten.
Kärnkraft lyser verkligen när man tittar på siffrorna. Att driva 73 miljoner hem med noll utsläpp är ganska anmärkningsvärt.
Du har en bra poäng om avfall, men tänk på att kolkraftverk släpper ut mer radioaktivt material i miljön än kärnkraftverk under normal drift.
Fusionspotentialen med deuterium från havsvatten är fantastisk. Tänk dig att driva världen med bara havsvatten!
Jag är förvånad över hur lite mark kärnkraftverk behöver. 360 gånger mindre än vindkraftsparker? Det är en game-changer för markbevarande.
De där små modulära reaktorerna låter lovande. Att kunna skala upp gradvis skulle kunna göra kärnkraft mer tillgänglig för olika regioner.
Den miljöpåverkan som kärnavfall har oroar mig fortfarande. Även om det får plats på en fotbollsplan, förblir det radioaktivt i tusentals år.
Jag har alltid varit fascinerad av kärnenergins potential. Kapacitetsfaktorn är häpnadsväckande jämfört med andra förnybara energikällor. 90% effektivitet är otroligt!